JP2012091187A - 曲がりパイプ製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】角パイプ素材の自動供給技術を提供することを課題とする。
【解決手段】図（ｂ）に示すように、中子芯金３１が傾いているとする。中子芯金３１の傾きに対応して（ａ）に示すように、ブロック部材３４が傾いている。対策として、（ｃ）に示すように、シリンダ３７を作動させ、ピストンロッド３７ａを前進させる。弾性体３９及びディスク３８を介してピストンロッド３７ａで平坦面３４ａが押され、この平坦面３４ａが水平になる。（ｄ）に示すように、中子芯金３１は水平になる。
【効果】中子芯金を所定の姿勢に合致するように姿勢補正する芯金姿勢補正機構が、備えられている。材料台車上の角パイプ素材と中子芯金の姿勢が合っているため、角パイプ素材を材料台車からパイプベンダーへ移動するだけで、角パイプ素材を中子芯金に被せることができる。角パイプ素材の自動供給が可能となる。
【選択図】図８

Description

本発明は、パイプベンダーの自動化技術に関する。

パイプベンダーは、パイプを曲げる装置であって広く実用に供されている。パイプベンダーへのパイプ素材の供給は、人手で行われてきたが、近年、自動供給技術が提案されている（例えば、特許文献１（図１）参照。）。

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図２９は従来のパイプ供給装置の原理図であり、任意の傾斜棚２０１に載せられた丸パイプ素材２０２Ａは、ストッパ２０３を下げることで待機位置へ落とされる。待機位置で丸パイプ素材２０２Ｂは、コンベア２０４でスロープ２０５まで搬送され、スロープ２０５に沿って滑り落ち、昇降部材２０６に載せられる。

昇降部材２０６上の丸パイプ素材２０２Ｃは、ロボットハンド２０７により、パイプベンダー２０８へ移される。以上により、丸パイプ素材２０２Ｃは自動的にパイプベンダー２０８へ供給される。

一般に、パイプベンダー２０８には、図３０（ａ）に示すように、丸パイプ素材２０２Ｃの一端を把持するチャック２０９と、潰れ防止のために丸パイプ素材２０２Ｃに挿入する中子芯金２１０とが装備さている。

（ｂ）に示すように、丸パイプ素材２０２Ｃの前部を、押し部材２１２で金型２１３に押し付けることで、丸パイプ素材２０２Ｃを二次元又は三次元的に曲げる。なお、この曲げ加工を妨げないように、中子芯金２１０は軸周りに回転可能とされている。
（ｃ）に示すように、中子芯金２１０が入っているので、丸パイプ素材２０２Ｃが偏平化する心配がない。

（ｂ）で、曲げられたパイプは、人手又はロボットハンドにより、チャック２０９及び中子芯金２１０から外されるが、この取り外しの際に、中子芯金２１０が僅かではあるが回転する。この回転は、曲げが三次元的にある場合に顕著となる。

また、近年、丸パイプ素材の他、角パイプ素材に対しても曲げ加工を施すようになってきた。
図３１に示すように、角パイプ素材２１５に対しては矩形断面の中子芯金２１６が準備される。図中の中子芯金２１６は、取り外しの反動で回転し、傾いている。

仮に人手で角パイプ素材２１５を供給するのであれば、目視で角パイプ素材２１５を矢印（Ａ）のように回し、矢印（Ｂ）のように中子芯金２１６に被せ、次に、角パイプ素材２１５を矢印（Ｃ）のように戻すことで、中子芯金２１６を所定の姿勢にすることができる。

一方、図２９で説明したパイプ素材の供給装置は、丸パイプ素材には好適であるものの、角パイプ素材２１５が中子芯金２１６に当たって挿入不能となるため、角パイプ素材２１５には不適である。
以上の理由により、角パイプのベンダーにおいては、角パイプ素材の自動供給が困難であり、自動化が遅れていた。

しかし、曲がり角パイプの需要が増加するなか、角パイプ素材の自動供給技術の開発及び完成が待たれる。

特開平５−７２７号公報

本発明は、角パイプ素材の自動供給技術を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、所定の姿勢で並べられる角パイプ素材を載置する材料台車と、前記角パイプ素材をピックアップしパイプベンダーまで搬送するパイプ搬送機構と、前記角パイプ素材に挿入される潰れ防止用の中子芯金を有し前記角パイプ素材の一端を把持するチャックを有し前記角パイプ素材を三次元的に曲げる前記パイプベンダーと、前記曲げられたパイプを前記チャック及び前記中子芯金から外し所定の場所まで移動する払い出し機構とからなる曲がりパイプ製造装置であって、
前記払い出し機構で前記曲げられたパイプを払い出す際に傾いた前記中子芯金を、前記所定の姿勢に合致するように姿勢補正する芯金姿勢補正機構が、前記パイプベンダーに備えられていることを特徴とする。

請求項２に係る発明では、中子芯金は、ロッドで支持され、このロッドに平坦面を有するブロック部材が付設され、平坦面が中子芯金の上面と面一とされ、芯金姿勢補正機構は、パイプベンダーに縦向きに取付けられたシリンダと、このシリンダから下方へ延びて前記ブロック部材の平坦面を押すピストンロッドとからなることを特徴とする。

請求項３に係る発明では、材料台車は、角パイプ素材がパイプ搬送機構の搬送路に平行に延びるようにして複数本が密に並べられる載置面を上面に備え、パイプ搬送機構の搬送路に直交する方向へ走行する車輪を下面に備えており、
車輪を支える床には、材料台車をパイプ搬送機構の搬送路に直交する方向へ角パイプ素材の１個分だけ移動させる台車移動機構が設けられていることを特徴とする。

請求項４に係る発明では、パイプ搬送機構は、材料台車からパイプベンダーまで延びる搬送路と、この搬送路に沿って移動するスライダ部材と、このスライダ部材を移動させる駆動機構と、スライダ部材から下げられ角パイプ素材を掴むパイプ把持部材と、スライダ部材に取付けられパイプ把持部材で掴んでいた角パイプ素材をチャックへ押し出すパイプキック部材と、材料台車上の角パイプ素材上面に吸着する吸着パッド及び吸着パッドを支えるパッド支持部材と、スライダ部材に取付けられパッド支持部材を上昇させてパイプ把持部材に角パイプ素材を受け渡し更にパッド支持部材を待機位置まで上昇させる昇降手段とからなる特徴とする。

請求項１に係る発明では、中子芯金を所定の姿勢に合致するように姿勢補正する芯金姿勢補正機構が、パイプベンダーに備えられている。材料台車上の角パイプ素材と中子芯金の姿勢が合っているため、角パイプ素材を材料台車からパイプベンダーへ移動するだけで、角パイプ素材を中子芯金に被せることができる。結果、角パイプ素材の自動供給が可能となり、曲がりパイプ製造装置における無人化、自動化が可能となる。

請求項２に係る発明によれば、芯金姿勢補正機構は、シリンダと、このシリンダから下方へ延びるピストンロッドからなる。いわゆる、市販のシリンダユニットをパイプベンダーに付設するだけでよい。芯金姿勢補正機構は、安価で、構造が簡単であり、曲がりパイプ製造装置の製造コスト上昇を抑制することができる。

請求項３に係る発明では、床上を走行する材料台車は、台車移動機構で角パイプ素材１個分だけ移動される。結果、パイプ搬送機構に、搬送路に直交する方向へ移動させる機能が不要となり、パイプ搬送機構の簡素化が図れる。

請求項４に係る発明では、角パイプ素材を掴むパイプ把持部材と、吸着パッド及び吸着パッドを支えるパッド支持部材とを、別々に設けた。

仮に、パイプ把持部材が無くて、吸着パッド及び吸着パッドを支えるパッド支持部材でパイプ搬送機構の要部を構成すると、角パイプ素材をパイプベンダー側のチャックに位置合わせするには、高度な制御が必要となる。吸着パッドはレバー製のカップであるため、弾性変形し位置狂いの要因となるからである。

この点、本発明では、吸着パッドとは別にパイプ把持部材を設けた。パイプ把持部材は、パイプベンダー側のチャックに位置が合っている。
吸着パッドには位置精度を求めないため、吸着パッドに高度な制御が不要となり、トータルとしてパイプ搬送機構を安価に製造することができる。

本発明に係る曲がりパイプ製造装置のレイアウト図である。 図１の２矢視図（材料台車の正面図）である。 図２の３−３線断面図（台車移動機構の構成図）である。 台車移動機構の作用説明図である。 台車移動機構の別の作用説明図である。 図２の６−６線断面図である。 芯金姿勢補正機構の斜視図である。 芯金姿勢補正機構の作用図である。 図１の９矢視図（パイプ搬送機構の構成図）である。 角パイプ素材のピックアップに関する作動説明図である。 角パイプ素材をチャックに挿入する手順を説明する図である。 パイプベンダーの作用を説明する図である。 曲げられたパイプの斜視図である。 払い出し機構のフィンガーの形態を説明する図である。 フィンガーの作用図である。 払い出し機構の作用図である。 パイプ端末加工装置の正面図である。 第１芯金の構造図である。 第１芯金の作用図である。 第２芯金の構造図である。 図２０の２１矢視図（Ｌ字刃の構造を説明する図）である。 Ｌ字刃の作用を説明する図である。 曲がりパイプにおいて、側辺の切断工程を説明する図である。 曲がりパイプにおいて、上辺の切断工程を説明する図である。 曲がりパイプにおいて、下辺の切断工程を説明する図である。 製品図である。 製品台車の側面図である。 製品台車の平面図である。 従来のパイプ供給装置の原理図である。 従来のパイプベンダーの作用説図である。 従来の問題点を説明する図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。

本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１に示されるように、曲がりパイプ製造装置１０は、所定の姿勢で角パイプ素材１１を載置する材料台車２０と、角パイプ素材１１をピックアップしパイプベンダー３０まで搬送するパイプ搬送機構４０と、角パイプ素材１１に挿入される潰れ防止用の中子芯金３１を有し角パイプ素材１１の一端を把持するチャック３２を有しており角パイプ素材１１を三次元的に曲げるパイプベンダー３０と、曲げられたパイプをチャック３２及び中子芯金３１から外し所定の場所（この例では仮置き台６８）まで移動するロボットなどの払い出し機構６０と、曲げられたパイプの両端に加工を施すパイプ端末加工装置７５と、端末加工を終えた製品１１５をストックする製品台車１２０と、材料台車２０の移動制御、パイプ搬送機構４０の制御、パイプベンダー３０の制御、払い出し機構６０の制御、パイプ端末加工装置７５の制御を複合且つ統合して実施する制御部１２５と、からなる。

図示するように、払い出し機構６０を囲うように、パイプベンダー３０と、仮置き台６８と、パイプ端末加工装置７５と、製品台車１２０とが、配列されている。１基の払い出し機構６０で、パイプベンダー３０→仮置き台６８→パイプ端末加工装置７５→製品台車１２０の順でパイプを運搬させることができる。

なお、材料台車２０上の角パイプ素材１１は、パイプ搬送機構４０の搬送路４１に平行に延びるようにして複数本が密に並べられている。

以下、各構成要素の詳細を説明する。
図２は図１の２矢視図であり、材料台車２０は、鋼材及び／又は鋼板を組み合わせて作製したボックス状の台車本体２１と、この台車本体２１の下面２２に備えられる複数の車輪２３、２３と、台車本体２１の下面２２の中央に付設されたドライバプレート２４とからなる。

床１２には、左右の車輪２３、２３のうち、一方の車輪２３を挟む形態でガイドするガイドレール１３、１３が取付けられている。
さらに、車輪２３、２３を支える床１２には、材料台車２０を図面表裏方向（パイプ搬送機構の搬送路（図１、符号４１）に直交する方向）へ角パイプ素材１１の１個分だけ移動させる台車移動機構２５が設けられている。

この台車移動機構２５の詳細を説明する。
図２の３−３線断面図である、図３に示すように、台車移動機構２５は、材料台車側に設けられているドライバプレート２４と、このドライバプレート２４を挟むようにして一側にてピストンロッド２６ａがドライバプレート２４へ進退する姿勢で床１２に固定される第１シリンダユニット２６と、他側にてピストンロッド２７ａがドライバプレート２４へ進退する姿勢で床１２に固定される第２シリンダユニット２７と、この第２シリンダユニット２７をドライバプレート２４に平行に案内する案内部材２８と、第２シリンダユニット２７をドライバプレート２４に平行に移動させるために床１２に固定される第３シリンダユニット２９とからなる。

ドライバプレート２４には、角パイプ素材の幅寸法（図６、符号Ｐ）に合致するピッチＰで、ピストンロッド２６ａ、２７ａに対応する大きさの穴２４ａが多数個開けられている。

以上に述べた台車移動機構２５の作用を次に説明する。
図４（ａ）に示すように、第１〜第３シリンダユニット２６、２７、２９は、ピストンロッド２６ａ、２７ａ、２９ａを後退させておく。この形態は、図２に相当し、図２において材料台車２０を図面表裏方向へ移動させることができる。すなわち、角パイプ素材１１を満載した材料台車２０をセットし、空になった材料台車２０を払い出すことができる。

次に、図４（ｂ）にて、第２シリンダユニット２７のピストンロッド２７ａを前進させてドライバプレート２４の穴２７ａの一つに嵌合する。（ｃ）にて、第３シリンダユニット２９のピストンロッド２９ａを前進させる。なお、第３シリンダユニット２９のストロークはピッチＰと同一に設定されている。ドライバプレート２４は、１ピッチだけ移動したことになる。

次に、（ｄ）に示すように、第１シリンダユニット２６のピストンロッド２６ａを前進させながら、第２シリンダユニット２７のピストンロッド２７ａを後退させる。（ｅ）にて、第３シリンダユニット２９のピストンロッド２９ａを後退させ、第２シリンダユニット２７を（ｂ）の位置へ戻す。

以降、（ｅ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）→（ｅ）・・・の順に作動を繰り返すことで、材料台車を１ピッチずつ移動（前進移動）させることができる。

また、図５（ａ）〜（ｄ）に示すようにして、材料台車を１ピッチずつ移動（後退移動）させることもできる。

図６に示すように、材料台車２０は、上面に、密に並べた角パイプ素材１１を更に段積みした形態で載置する載置面２１ａを備えている。
最上段の第１層における角パイプ素材１１を供給するときには、図４に示す要領で材料台車２０を前進移動する。図示せぬ前進限リミットスイッチに到達したら、この到達信号に基づいて材料台車２０の後退移動を開始する。

第２層における角パイプ素材１１を供給するときには、図５に示す要領で材料台車２０を後退移動する。図示せぬ後退限リミットスイッチに到達したら、この到達信号に基づいて材料台車２０の前進移動を開始する。
第３層については前進移動、第４層については後退移動させれば、材料台車２０の移動が最小限度で済み、作動に無駄がない。

ところで、材料台車２０を移動させる手段としてストロークが大きなシリンダユニットがよく使われる。しかし、大きなストロークのシリンダユニットを、ピッチＰ毎に止めながら運転させる場合、停止精度に問題が残る。そのため、大きなストロークのシリンダユニットは、制御精度の良い、サーボシリンダを使用することになるが、サーボシリンダは高価である。また、大きなストロークのシリンダユニットが床１２上に延びていると邪魔になる。

この点、図３に示す台車移動機構２５は、移動台車２０に下に収まり、邪魔にならない。また、台車移動機構２５は、サーボシリンダではなく、小ストロークで安価な汎用エアシリンダで構成できるため、機構の調達コストを下げることができる。

さらには、本発明では、角パイプ素材１１の準備をしている間（又は、パイプ搬送機構で角パイプ素材をチャックに挿入するまでの間）に、中子芯金の姿勢を補正することを特徴とする。

図７に示すように、中子芯金３１は、ロッド３３で支持され、このロッド３３に平坦面３４ａを有するブロック部材３４が付設される。このブロック部材３４の上面に相当する平坦面３４ａは、中子芯金３１の上面３１ａと面一に設定されている。ブロック部材３４はフォーク部材であってもよく、平坦面３４ａが形成できる部材であれば種類、形状は問わない。

そして、芯金姿勢補正機構３５は、パイプベンダーに設けられるブラケット３６に縦向きに取付けられたシリンダ３７と、このシリンダ３７から下方へ延びてブロック部材３４の平坦面３４ａを押すピストンロッド３７ａとからなる。ピストンロッド３７ａの先端にピストンロッド３７ａの外径の５〜１０倍の径のディスク（金属製円板）３８を取付け、このディスク３８の下面に弾性体３９を取付けるとなお良い。弾性体３９はフェルト板、ゴム板、軟質樹脂板が望ましい。

芯金姿勢補正機構３５の作用を次に説明する。
図８（ｂ）に示すように、中子芯金３１が傾いているとする。この中子芯金３１の傾きと同じだけ、（ａ）に示すように、ブロック部材３４が傾いている。
（ｃ）に示すように、シリンダ３７を作動させ、ピストンロッド３７ａを前進させる。弾性体３９及びディスク３８を介してピストンロッド３７ａで平坦面３４ａが押され、この平坦面３４ａが水平になる。結果、（ｄ）に示すように、中子芯金３１が水平姿勢となる。

次に、図９〜図１１に基づいて、パイプ搬送機構４０の詳細を説明する。
図９に示すように、パイプ搬送機構４０は、材料台車からパイプベンダーまで延びる搬送路４１と、この搬送路４１を支える支柱４２、４２と、搬送路４１で支持され搬送路４１に沿って移動するスライダ部材４３と、このスライダ部材４３を移動させるシリンダユニットなどの駆動手段４４と、スライダ部材４３から下げられ角パイプ素材を掴むパイプ把持部材４５と、スライダ部材４３に取付けられパイプ把持部材４５で掴んでいた角パイプ素材をチャックへ押し出すパイプキック部材４６と、材料台車上の角パイプ素材上面に吸着する吸着パッド４７及び吸着パッド４７を支えるパッド支持部材４８と、スライダ部材４３に取付けられパッド支持部材４８を上昇させてパイプ把持部材４５に角パイプ素材を受け渡し更にパッド支持部材４８を待機位置まで上昇するシリンダユニットなどの昇降手段４９と、パッド支持部材４８に昇降可能に取付けられているパイプ検知棒５１と、このパイプ検知棒５１が上昇したことを検出するためにパッド支持部材４８に付設された、リミットスイッチや近接スイッチなどのセンサ５２と、からなる。

この種の搬送機構では、吸着パッド４７を、ｘ−ｙ−ｚ方向に三次元的に移動させるものが主流である。しかし、本発明のパイプ搬送機構４０では、吸着パッド４７を図面表裏方向へは移動させない。すなわち、吸着パッド４７を二次元的に移動させる。そのため、本発明のパイプ搬送機構４０は、構造が簡単になり、制御も簡単になる。

図１０（ａ）に示すように、材料台車２０の上方にスライダ部材４３を移動する。次に、昇降手段４９を伸動させる。結果、吸着パッド４７が角パイプ素材１１の上面に当たる。このときに、角パイプ素材１１の上面でパイプ検知棒５１が押し上げられ、センサ５２がパイプ検知棒５１を検出する。この検出により、角パイプ素材１１に吸着パッド４７が正しく接触したことが確認できる。吸着パッド４７は真空引き作用により、角パイプ素材１１を吸着する。昇降手段４９を縮動させることで、（ｂ）に示すように、１本の角パイプ素材１１を材料台車２０からピックアップすることができる。

以上の説明から明らかなように、吸着パッド４７が角パイプ素材１１に当たることで伸動が終了する。いわゆる、当て止めの方式を作用した。結果、昇降手段４９において、伸動位置を制御する必要がなく、昇降手段４９の制御は簡略化が図れる。

図１０（ｂ）において、更に、昇降手段４９を縮動させると、角パイプ素材１１がパイプ把持部材４５の高さに到達する。この時点で、昇降手段４９を一旦止める。
そして、パイプ把持部材４５を閉じて、パイプ把持部材４５で角パイプ素材１１の端部を把持させる。続いて、昇降手段４９を更に縮動させてパッド支持部材４８を待機位置へ移動する。

図１１（ａ）に示すように、角パイプ素材１１はパイプ把持部材４５で把持され、パッド支持部材４８及び吸着パッド４７は待機位置にある。この状態で、スライダ部材４３をチャック３２に向けて矢印のように前進させる。中子芯金３１の姿勢と角パイプ素材１１の姿勢が合致しているため、角パイプ素材１１は、中子芯金３１に円滑に被さり、さらに、チャック３２に軽く挿入される。ただし、まだ挿入代が不足する。

そこで、パイプ把持部材４５を開き、（ｂ）に示すように、パイプキック部材４６で角パイプ素材１１を水平に前方へ押し出す。結果、角パイプ素材１１は、十分にチャック３２に挿入される。
（ｃ）において、チャック３２を閉じて、角パイプ素材１１の一端を強固に把持する。並行して、スライド部材４３を矢印のように戻す。

図１２（ａ）に示すように、角パイプ素材１１は上面が水平になるようにして保持されている。プッシャ（図１、符号５４、５５）及び金型（図１、符号５６）を用いて、角パイプ素材１１を白抜き矢印のように曲げる。これで、（ｂ）に示すように、角パイプ素材１１がＬ１だけ曲がった。次に、チャック３２を時計方向に９０°回す。すると、（ｃ）のようになる。

（ｃ）において、プッシャ（図１、符号５４、５５）及び金型（図１、符号５６）を用いて、角パイプ素材１１を白抜き矢印のように曲げる。これで、（ｄ）に示すように、角パイプ素材１１がＬ２だけ曲がった。チャック３２を反時計方向に９０°回す。（ｅ）に示すように、チャック３２が（ａ）の位置に戻る。

図１３に示すように三次元的に曲げられた曲がりパイプ５７が得られた。
次に、図１に示す払い出し機構６０の先端に設けられるハンド６１の構造を説明する。

図１４に示すように、ハンド６１は、第１フィンガー６２と第２フィンガー６３とを備えている。第１フィンガー６２には、先端側に角パイプ素材の長辺の長さ（図６、Ｐ）に対応する長さの第１溝６４が切り欠き形成され、この第１溝６４より基部側に角パイプ素材の短辺を収納する第２溝６５が形成されている。
第２フィンガー６３には、第２溝６５に対応する第３溝６６が形成されている。

図１５（ａ）に示すように、横向きにした曲がりパイプ５７を、第１溝６４を用いて第１フィンガー６２と第２フィンガー６３とで挟むことができる。
また、（ｂ）に示すように、縦向きにした曲がりパイプ５７を、第２溝６５及び第３溝６６を用いて第１フィンガー６２と第２フィンガー６３とで挟むことができる。

次に、払い出し機構６０の作用を説明する。
図１６（ａ）に示すように、第１フィンガー６２と第２フィンガー６３とで曲がりパイプ５７の端部を挟み図手前へ引くことで、曲がりパイプ５７をチャック３２から外す。

曲がりパイプ５７は三次元的に曲がっているため、例えば図１６（ｂ）に示すように、中子芯金３１が水平線に対してαだけ傾く。この傾きは、芯金姿勢補正機構（図７、符号３５）で、αが０になるよう補正にする。

（ｃ）に示すように、曲がりパイプ５７を仮置き台６８に置く。次に、（ｄ）に示すように、曲がりパイプ５７の中央部付近を、第１フィンガー６２と第２フィンガー６３とで挟む。すなわち、仮置き台６８を利用して「持ち替え」を行う。

図１に示すように、パイプベンダー３０は、プッシャ５４、５５や金型５６が配置されている関係で、側方からハンド６１を挿入することは難しい。そこで、図１６（ａ）のようにハンド６１を上方から下向きに挿入する。

また、図１７に示すパイプ端末加工装置７５では、汎用プレス機７０を利用することから正面と裏面とが開いているものの上は塞がれている。そのため、曲がりパイプ５７は、図面表裏方向へ移動することでパイプ端末加工装置７５へセットする（又は、取り出す）。
そのためには、図１６（ｃ）及び（ｄ）で説明した「持ち替え」が有用となり、併せて、図１４の構造が役立つ。

すなわち、図１６（ａ）、（ｃ）、（ｄ）において、曲がりパイプ５７は常に横向き（広い面が上下面となる向き）である。このような曲がりパイプ５７を、図１４で説明したような第１溝６４、第２溝６５及び第３溝６６を有しない、普通のフラットなフィンガーで挟むと、運搬中に曲がりパイプ５７が落ちる心配がある。
この点、図１４に述べた構造のハンド６１を採用することで、曲がりパイプ５７の脱落が防止される。

次に、パイプ端末加工装置７５の詳細を説明する。
図１７に示すように、ベッド７１と、このベッド７１を覆う門型フレーム７２と、この門型フレーム７２に取付けられる油圧シリンダ７３とを基本構成とする汎用のプレス機７０を利用して、このプレス機７０にパイプ端末加工装置７５を組み込む。
すなわち、パイプ端末加工装置７５は、プレス機のベッド７１に載せられる要素と、油圧シリンダ７３により昇降自在に保持される昇降板７６に取付けられる要素とからなる。

ベッド７１に載せられる要素は以下の通りである。
ベッド７１に載せられる要素は、ベース板７７と、このバース板７７に設けられ曲がりパイプ（三次元的に曲げられた角パイプ）５７を支えるパイプ支持台７８、７８、７９と、これのパイプ支持台７８、７８、７９で支持された曲がりパイプ５７の一端の外側にてベース板７７に設けられる第１芯金ガイド８１と、この第１芯金ガイド８１に曲がりパイプ５７の一端の軸方向に移動自在に支持され曲がりパイプ５７の一端に挿入する第１芯金８２と、曲がりパイプ５７の他端の外側にて曲がりパイプ５７の他端の軸方向に移動可能にベース板７７に載せられているスライドブロック８３と、このスライドブロック８３に上下のみ移動可能に取付けられ曲がりパイプ５７の他端に挿入される第２芯金８４と、スライドブロック８３に上下のみ移動可能に取付けられる昇降ブロック８５と、この昇降ブロック８５に設けられ下降して曲がりパイプ５７の他端の上辺及び片方の側辺を切断するＬ字刃８６とからなる。

昇降板７６に設けられる要素は以下の通りである。
昇降板７６に設けられる要素は、第１芯金８２を曲がりパイプ５７の一端へ押し出す第１ドライバカム８８と、曲がりパイプ５７の一端に穴を開けるピン部材８９と、スライドブロック８３を押し出し第２芯金８４を曲がりパイプ５７の他端へ挿入する第２ドライバカム９１と、曲がりパイプ５７をパイプ支持台７９へ押し付ける押さえパッド９２と、からなる。

なお、昇降板７６は、厚さが一定の平板である。図から明らかなように、昇降板７６の一端は、第１ドライバカム８８及びピン部材８９の反力（上向き力）を受け、他端は、第２ドライバカム９１及び昇降ブロック８５の反力を受ける。昇降ブロック８５の反力は、ピン部材８９の反力より格段に大きい。

一般に、大きい方の第２ドライバカム９１及び昇降ブロック８５の反力に耐えるように、昇降板７６の厚さが決定される。しかし、昇降板７６が厚くなると重くなり、油圧シリンダ７３の負荷が大きくなり、油圧シリンダ７３の運転コストも嵩む。

そこで、本例では、昇降板７６の他端に略三角形の補強板９３を付設した。この構造により、昇降板７６の厚さを薄くすることができ、昇降板７６を軽くすることができる。結果、油圧シリンダ７３の負荷が小さくなり、油圧シリンダ７３の運転コストを低減させることができる。

第１芯金８２及び第２芯金８４の詳細構造及び作用を図１８〜図２５に基づいて説明する。
図１８に示すように、第１芯金ガイド８１に移動自在に第１芯金８２が保持されている。第１芯金８２は、後部（図左側の部位）に傾斜したカム面９４を有する。第１芯金８２は、リターンばね９５により後退側へ付勢される。ストッパ９６により第１芯金８２の後退限位置が規定される。

図１９（ａ）にて、第１ドライバカム８８が下がると、この第１ドライバカム８８がカム面９４に接触し、カム作用により第１芯金８２を押し出す。第１ドライバカム８８と同期してピン部材８９も下がる。
すると、（ｂ）に示すように、第１芯金８２が曲がりパイプ５７の一端に挿入され、ピン部材８９で曲がりパイプ５７に穴５７ａが開けられる。第１芯金８２が曲がりパイプ５７の一端に挿入されているため、曲がりパイプ５７が歪む心配はない。

また、ピン部材８９に付属するパッド板９８及びスプリング９９で、曲がりパイプ５７の上面を第１芯金８２に押し付けることができるため、穴５７ａを精度良く開けることができる。
第１ドライバカム８８が上がると、リターンばね９５が伸びて、第１芯金８２は（ａ）の位置に戻る。

図２０に示すように、スライドブロック８３は、後部（図右側の部位）に第２ドライバカム（図１７、符号９１）で押されるカム部材１０１を備え、図左右方向へ移動可能にベース板７７に載せられている。
スライドブロック８３は、後退側へ付勢されるリターンばね１０２を備える。このリターンばね１０２で押されるスライドブロック８３は、ストッパ１０３により後退限位置が規定される。

スライドブロック８３に前方（図左側）へ開口する空洞部１０４が設けられている。この空洞部１０４は奥が壁１０５で塞がれている。空洞部１０４の縦横寸法は、縦（高さ）寸法が第２芯金８４の高さ寸法より大きく設定され、横寸法（図面表裏方向寸法）が第２芯金８４の横寸法にクリアランスを加えた寸法に設定されている。
したがって、第２芯金８４は、上下のみ移動可能にスライドブロック８３に取付けられている。第２芯金８４は、押しばね１０６により、上方へ付勢され、空洞部１０４の天井１０７に当たって、上限位置が規制される。

第２芯金８４は、先端上部にＬ字刃８６を収納する（逃がす）凹部８４ａを備え、先端下部に刃部８４ｂを備えている。

スライドブロック８３からサイドガイド１０８（図面表裏方向に２枚）が立てられ、サイドガイド１０８を介してスライドブロック８３上に昇降ブロック８５が昇降自在に取付けられている。昇降ブロック８５はスプリング１０９、１０９により上方へ付勢される。

このような昇降ブロック８５に、Ｌ字刃８６が取付けられ、このＬ字刃８６にボルト状の押し部材１１１が付設されている。

Ｌ字刃８６は、図２１に示すように、水平刃１１２と、この水平刃１１２の一端から斜めに下がる傾斜刃１１３とを備える。

図２２（ａ）に示すように、パイプ支持台７９に曲がりパイプ５７が載っており、この曲がりパイプ５７に第２芯金８４が挿入されている。
（ａ）の側面断面図である（ｂ）において、Ｌ字刃８６を下げる。

すると、図２３に示すように、曲がりパイプ５７の一方の側辺５７ｂが傾斜刃１１３により、ほぼ切断される。さらに、Ｌ字刃８６を下げる。

すると、図２４（ａ）に示すように、曲がりパイプ５７の一方の側辺５７ｂが傾斜刃１１３により、完全に切断されると共に、水平刃１１２により曲がりパイプ５７の上辺５７ｃが切断される。
（ｂ）に示すように、切断により、スクラップ部１１４が製品１１５から分離される。そして、Ｌ字刃８６が曲がりパイプ５７に食い込むことで、押し部材１１１の下面がスクラップ部１１４に当たる。

さらに、Ｌ字刃８６を下げると、押し部材１１１はスクラップ部１１４を介して第２芯金８４を押し下げる。なお、曲がりパイプ５７の下辺５７ｄは、第２芯金８４に形成された刃部８４ｂと、パイプ支持台７９の上面端部に形成された受け刃部７９ａで挟まれている。

図２５に示すように、刃部８４ｂと受け刃部７９ａとにより、曲がりパイプ５７の下辺５７ｄが切断される。
一般に、物品を切断する場合、刃部８４ｂのみで切断する手法と、鋏のように刃部８４ｂ及び受け刃部７９ａで切断する手法がある。上辺と側辺とが切り込まれて、切断条件が厳しくなった下辺５７ｄについては、刃部８４ｂ及び受け刃部７９ａで切断することにより、綺麗な切断面を得ることができる。

得られた製品１１５は、図２６に示す通りに、曲がりパイプの一端に穴５７ａが開けられ、他端が斜め又は円弧状に切断されている。このような製品１１５は、他端が円弧状に切断されているため、自動二輪車の左又は右メインフレームや左又は右シートレールなど、丸パイプに一端が溶接される車体フレームに好適である。

製品１１５は、図２７に示す製品台車１２０にストックし、満杯又は一定量溜まったら搬出することが望まれる。
好ましい製品台車１２０は、図２７に示すように、車輪１２１を備えた台車枠１２２と、この台車枠１２２上部に斜めに渡されたスロープ１２３と、からなる。
第１フィンガー６２と第２フィンガー６３とで挟まれた製品１１５が矢印のようにスロープ１２３の上部に置かれる。
すると、製品１１５はスロープ１２３を滑り降りる。

図２７の平面図である図２８に示すように、複数本の製品１１５が、自動的に整列される。製品１１５が三次元的に曲がっているにも拘わらず、多数本が効率よくストックされる。なお、スロープ１２３は丸パイプ、丸棒、角パイプ又は角棒を傾斜配置することで構成するとよい。

尚、本発明の曲がりパイプ製造装置は、自動二輪車の車体フレームの製造に好適であるが、角パイプ素材を出発材料にするものであれば、曲がりパイプの用途は格別に限定しない。

本発明の曲がりパイプ製造装置は、角パイプを三次元的に曲げる曲がりパイプ製造装置に適しており、特に、自動二輪車の車体フレームの製造に好適である。

１０…曲がりパイプ製造装置、１１…角パイプ素材、１２…床、２０…材料台車、２１ａ…載置面、２３…車輪、２４…ドライバプレート、２４ａ…ドライバプレートに開いている穴、２５…台車移動機構、２６…第１シリンダユニット、２７…第２シリンダユニット、２９…第３シリンダユニット、３０…パイプベンダー、３１…中子芯金、３１ａ…中子芯金の上面、３２…チャック、３３…ロッド、３４…ブロック部材、３４ａ…ブロック部材の平坦面、３５…芯金姿勢補正機構、３７…芯金姿勢補正機構の主要素であるシリンダ、３７ａ…シリンダ３７のピストンロッド、４０…パイプ搬送機構、４１…搬送路、４３…スライダ部材、４４…駆動手段、４５…パイプ把持部材、４６…パイプキック部材、４７…吸着パッド、４８…パッド支持部材、４９…昇降手段、５７…曲がりパイプ。

Claims (4)

1. 所定の姿勢で並べられる角パイプ素材を載置する材料台車と、前記角パイプ素材をピックアップしパイプベンダーまで搬送するパイプ搬送機構と、前記角パイプ素材に挿入される潰れ防止用の中子芯金を有し前記角パイプ素材の一端を把持するチャックを有し前記角パイプ素材を三次元的に曲げる前記パイプベンダーと、前記曲げられたパイプを前記チャック及び前記中子芯金から外し所定の場所まで移動する払い出し機構とからなる曲がりパイプ製造装置であって、
   前記払い出し機構で前記曲げられたパイプを払い出す際に傾いた前記中子芯金を、前記所定の姿勢に合致するように姿勢補正する芯金姿勢補正機構が、前記パイプベンダーに備えられていることを特徴とする曲がりパイプ製造装置。
2. 前記中子芯金は、ロッドで支持され、このロッドに平坦面を有するブロック部材が付設され、前記平坦面が前記中子芯金の上面と面一とされ、
   前記芯金姿勢補正機構は、前記パイプベンダーに縦向きに取付けられたシリンダと、このシリンダから下方へ延びて前記ブロック部材の前記平坦面を押すピストンロッドとからなることを特徴とする請求項１記載の曲がりパイプ製造装置。
3. 前記材料台車は、前記角パイプ素材が前記パイプ搬送機構の搬送路に平行に延びるようにして複数本が密に並べられる載置面を上面に備え、前記パイプ搬送機構の搬送路に直交する方向へ走行する車輪を下面に備えており、
   前記車輪を支える床には、前記材料台車を前記パイプ搬送機構の搬送路に直交する方向へ前記角パイプ素材の１個分だけ移動させる台車移動機構が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の曲がりパイプ製造装置。
4. 前記パイプ搬送機構は、前記材料台車から前記パイプベンダーまで延びる搬送路と、この搬送路に沿って移動するスライダ部材と、このスライダ部材を移動させる駆動機構と、前記スライダ部材から下げられ前記角パイプ素材を掴むパイプ把持部材と、前記スライダ部材に取付けられ前記パイプ把持部材で掴んでいた前記角パイプ素材を前記チャックへ押し出すパイプキック部材と、前記材料台車上の前記角パイプ素材上面に吸着する吸着パッド及び前記吸着パッドを支えるパッド支持部材と、前記スライダ部材に取付けられ前記パッド支持部材を上昇させて前記パイプ把持部材に前記角パイプ素材を受け渡し更に前記パッド支持部材を待機位置まで上昇させる昇降手段とからなる特徴とする請求項３記載の曲がりパイプ製造装置。

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